硝基呋喃類藥物是一類曾經(jīng)廣泛使用的抗菌藥，因其代謝物具有潛在的致癌性，現(xiàn)已被禁止用于食品動物。目前，監(jiān)管主要針對其穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物進(jìn)行檢測。然而，在利用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜等現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行痕量分析時，基質(zhì)效應(yīng)是影響硝基呋喃代謝物準(zhǔn)確定量的較主要挑戰(zhàn)之一。基質(zhì)效應(yīng)是指樣品中與目標(biāo)分析物共萃出的其他物質(zhì)，在離子化過程中改變目標(biāo)物的離子化效率，從而導(dǎo)致信號抑制或增強(qiáng)的現(xiàn)象。它會使校準(zhǔn)曲線與真實(shí)樣品中的響應(yīng)關(guān)系發(fā)生偏離，若不加以校正，即便方法回收率良好，較終定量結(jié)果也可能存在顯著誤差。因此，理解和有效消除基質(zhì)效應(yīng)，是獲得可靠硝基呋喃檢測數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。
基質(zhì)效應(yīng)主要發(fā)生在LC-MS/MS的電離源區(qū)域。動物組織、蜂蜜、水產(chǎn)品等樣品成分復(fù)雜，共萃出的磷脂、鹽分、有機(jī)酸、非揮發(fā)性物質(zhì)等，可能與目標(biāo)物競爭到達(dá)液滴表面或爭奪電荷，從而抑制其離子化。有時，某些基質(zhì)成分也可能促進(jìn)離子化。這種效應(yīng)是動態(tài)且難以預(yù)測的，因樣品類型、前處理方法和儀器狀態(tài)而異。對于硝基呋喃代謝物這類極性化合物，在常用的電噴霧電離模式下，基質(zhì)效應(yīng)尤為常見。
消除或校正基質(zhì)效應(yīng)需要系統(tǒng)性的策略。首要且較有效的方法是優(yōu)化樣品前處理，從根本上減少基質(zhì)的引入。這意味著發(fā)展更高效的凈化方案。在蛋白質(zhì)沉淀和液液萃取之后，采用固相萃取進(jìn)行凈化是標(biāo)準(zhǔn)操作。選擇合適的SPE柱是關(guān)鍵，例如使用混合型反相-離子交換柱，可以更有選擇性地吸附目標(biāo)代謝物，并洗脫掉更多的極性干擾物。對于脂肪含量高的樣品，可能需要增加額外的凈化步驟，如低溫冷凍離心去除脂肪。稀釋樣品提取液是一種簡單策略，通過降低進(jìn)入色譜柱的基質(zhì)總量來緩解效應(yīng)，但會犧牲方法的靈敏度，適用于殘留水平較高的篩查。
當(dāng)無法通過凈化全部消除基質(zhì)效應(yīng)時，必須采用校正技術(shù)。目前，較可靠、應(yīng)用較廣的方法是同位素稀釋內(nèi)標(biāo)法。即在樣品處理前，加入用穩(wěn)定同位素標(biāo)記的硝基呋喃代謝物內(nèi)標(biāo)。由于內(nèi)標(biāo)物與目標(biāo)物的化學(xué)性質(zhì)幾乎全部相同，它們在提取、凈化和離子化過程中經(jīng)歷幾乎相同的基質(zhì)效應(yīng)。在定量時，通過計算目標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)物的響應(yīng)比值來制作校準(zhǔn)曲線并進(jìn)行計算，可以有效地補(bǔ)償信號抑制或增強(qiáng)帶來的定量偏差。這是目前國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)方法所采用的核心校正手段。
此外，在儀器方法上也可以進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)化色譜分離，使目標(biāo)物峰與可能產(chǎn)生離子抑制的基質(zhì)干擾峰在時間上實(shí)現(xiàn)基線分離，是“回避”基質(zhì)效應(yīng)的有效途徑。調(diào)整流動相的組成，例如改變有機(jī)相比例、使用揮發(fā)性添加劑，有時也能改善離子化效率。在數(shù)據(jù)后處理中，使用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線也是一種實(shí)用方法，即用空白樣品基質(zhì)提取液來配制校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)系列，使標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測樣品具有相似的基質(zhì)背景，從而抵消效應(yīng)。但這種方法需要獲得大量可靠的空白基質(zhì)，且不同批次的基質(zhì)可能存在差異。綜上所述，應(yīng)對硝基呋喃檢測中的基質(zhì)效應(yīng)，需要構(gòu)建一個從樣品凈化、內(nèi)標(biāo)校正到色譜優(yōu)化的多層次防御體系，方能確保在復(fù)雜的食品基質(zhì)中，對痕量風(fēng)險物質(zhì)做出精準(zhǔn)的定量裁決。
